植物生态学报 ›› 2005, Vol. 29 ›› Issue (2): 311-317.DOI: 10.17521/cjpe.2005.0040 cstr: 32100.14.cjpe.2005.0040
潘庆民, 白永飞, 韩兴国, 杨景成
收稿日期:2004-03-03
接受日期:2004-03-03
出版日期:2005-03-03
发布日期:2005-03-10
基金资助:PAN Qing-Min, BAI Yong-Fei, HAN Xing-Guo, Yang Jing-Cheng
Received:2004-03-03
Accepted:2004-03-03
Online:2005-03-03
Published:2005-03-10
摘要:
为了研究氮素对内蒙古典型草原植物种群的影响, 在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 实施了长期的氮素添加试验。就两年来不同梯度氮素处理对羊草 (Leymuschinensis) 种群的影响进行了分析。结果表明, 氮素对羊草种群具有显著的调节效应, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群密度、种群高度、地上生物量、地下生物量、总生物量均显著增加, 羊草种群地下生物量 /地上生物量比值逐渐降低。氮素对羊草种群构件的生物量分配有显著影响, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群生物量向根茎的分配比例显著降低, 向叶片和根系的分配比例显著提高。羊草种群的相对密度和相对生物量也随着氮素梯度的增加而显著提高。
潘庆民, 白永飞, 韩兴国, 杨景成. 氮素对内蒙古典型草原羊草种群的影响. 植物生态学报, 2005, 29(2): 311-317. DOI: 10.17521/cjpe.2005.0040
PAN Qing-Min, BAI Yong-Fei, HAN Xing-Guo, Yang Jing-Cheng. EFFECTS OF NITROGEN ADDITIONS ON A LEYMUS CHINENSIS POPULATION IN TYPICAL STEPPE OF INNER MONGOLIA. Chinese Journal of Plant Ecology, 2005, 29(2): 311-317. DOI: 10.17521/cjpe.2005.0040
| 添加元素 Applied elements | 添加量 Applied amount (g·m-2) | 溶液体积 Solution volume (ml) |
|---|---|---|
| P2O5 | 10 | 150 |
| K2O | 10 | 150 |
| MgSO4 | 0.062 5 | 200 |
| ZnSO4·7H2O | 22.00 | 1 000 |
| MnCl2·4H20 | 180.0 | 1 000 |
| Na2MoO4·2H2O | 0.30 | 1 000 |
| H3BO3 | 6.00 | 1 000 |
表1 试验中P素、K素和其它微量元素添加量
Table 1 Applied amount of phosphor, potassium and other elements
| 添加元素 Applied elements | 添加量 Applied amount (g·m-2) | 溶液体积 Solution volume (ml) |
|---|---|---|
| P2O5 | 10 | 150 |
| K2O | 10 | 150 |
| MgSO4 | 0.062 5 | 200 |
| ZnSO4·7H2O | 22.00 | 1 000 |
| MnCl2·4H20 | 180.0 | 1 000 |
| Na2MoO4·2H2O | 0.30 | 1 000 |
| H3BO3 | 6.00 | 1 000 |
| 土壤深度 Soil depth (cm) | pH值 pH (in H2O) | 土壤容重 Dry bulk density (g·cm-3) | 土壤全氮 Total soil N (g·kg-1) | 土壤全碳 Total soil C (g·kg-1) |
|---|---|---|---|---|
| 0~10 | 7.79 | 1.30 | 1.12 | 18.86 |
| 10~20 | 7.72 | 1.29 | 0.91 | 16.21 |
| 20~40 | 7.84 | 1.32 | 0.73 | 13.21 |
| 40~60 | 7.83 | 1.33 | 0.76 | 12.77 |
| 60~100 | 7.81 | 1.34 | 0.31 | 5.66 |
表2 试验地施肥前土壤特性
Table 2 Soil properties of experimental site before fertilization
| 土壤深度 Soil depth (cm) | pH值 pH (in H2O) | 土壤容重 Dry bulk density (g·cm-3) | 土壤全氮 Total soil N (g·kg-1) | 土壤全碳 Total soil C (g·kg-1) |
|---|---|---|---|---|
| 0~10 | 7.79 | 1.30 | 1.12 | 18.86 |
| 10~20 | 7.72 | 1.29 | 0.91 | 16.21 |
| 20~40 | 7.84 | 1.32 | 0.73 | 13.21 |
| 40~60 | 7.83 | 1.33 | 0.76 | 12.77 |
| 60~100 | 7.81 | 1.34 | 0.31 | 5.66 |
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 密度 Density (tillers·m-2) | 高度 Height (cm) |
|---|---|---|
| 对照ck | 110.3±17.3e | 28.8±3.2c |
| 0 | 127.7±13.7e | 27.5±4.1c |
| 5.25 | 162.3±12.9d | 34.5±3.4b |
| 10.5 | 222.1±14.1c | 36.0±1.8b |
| 17.5 | 278.6±18.6b | 41.5±3.6a |
| 28 | 313.3±20.2a | 42.7±2.3a |
表3 不同氮素梯度下羊草种群密度和高度 (平均值±标准差)
Table 3 Density and height of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 密度 Density (tillers·m-2) | 高度 Height (cm) |
|---|---|---|
| 对照ck | 110.3±17.3e | 28.8±3.2c |
| 0 | 127.7±13.7e | 27.5±4.1c |
| 5.25 | 162.3±12.9d | 34.5±3.4b |
| 10.5 | 222.1±14.1c | 36.0±1.8b |
| 17.5 | 278.6±18.6b | 41.5±3.6a |
| 28 | 313.3±20.2a | 42.7±2.3a |
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 总生物量 Biomass (g·m-2) | 地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | 地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | 地下生物量/地上生物量比值 Belowground biomass/ Aboveground biomass |
|---|---|---|---|---|
| 对照ck | 276.6±13.2e | 45.2±8.5e | 231.4±8.0e | 5.12±0.10a |
| 0 | 280.4±10.5e | 46.5±6.3e | 233.9±10.7e | 5.03±0.31a |
| 5.25 | 332.2±10.2d | 63.5±7.6d | 268.7±6.9d | 4.23±0.25b |
| 10.5 | 417.7±12.3c | 82.4±8.4c | 335.3±6.4c | 4.07±0.17b |
| 17.5 | 469.4±15.6b | 118.5±8.2b | 350.9±11.1b | 3.13±0.11c |
| 28 | 516.8±8.9a | 133.2±7.9a | 383.6±10.2a | 2.88±0.13c |
表4 不同氮素梯度下羊草种群生物量和地下生物量/地上生物量比值 (平均值±标准差)
Table 4 Biomass distribution and the ratio of belowground biomass/aboveground biomass of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 总生物量 Biomass (g·m-2) | 地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | 地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | 地下生物量/地上生物量比值 Belowground biomass/ Aboveground biomass |
|---|---|---|---|---|
| 对照ck | 276.6±13.2e | 45.2±8.5e | 231.4±8.0e | 5.12±0.10a |
| 0 | 280.4±10.5e | 46.5±6.3e | 233.9±10.7e | 5.03±0.31a |
| 5.25 | 332.2±10.2d | 63.5±7.6d | 268.7±6.9d | 4.23±0.25b |
| 10.5 | 417.7±12.3c | 82.4±8.4c | 335.3±6.4c | 4.07±0.17b |
| 17.5 | 469.4±15.6b | 118.5±8.2b | 350.9±11.1b | 3.13±0.11c |
| 28 | 516.8±8.9a | 133.2±7.9a | 383.6±10.2a | 2.88±0.13c |
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 根茎 Rhizomes (%) | 根系 Roots (%) | 茎+叶鞘 Stems and sheaths (%) | 叶 Leaves (%) |
|---|---|---|---|---|
| 对照ck | 73.15±1.11a | 10.51±0.29c | 9.33±0.33b | 7.01±0.54c |
| 0 | 72.74±0.96a | 10.68±0.33c | 9.43±1.00b | 7.15±0.37c |
| 5.25 | 68.30±0.45b | 12.42±0.51b | 9.96±0.32b | 9.32±0.49b |
| 10.5 | 67.94±0.79b | 12.34±0.26b | 10.04±0.59b | 9.68±1.25b |
| 17.5 | 61.23±1.26c | 14.46±0.40a | 12.76±0.77a | 11.55±1.03a |
| 28 | 60.18±1.02c | 14.05±0.62a | 13.35±0.35a | 12.42±0.71a |
表5 不同氮素梯度下羊草种群生物量分配 (平均值±标准差)
Table 5 Biomass distribution of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 根茎 Rhizomes (%) | 根系 Roots (%) | 茎+叶鞘 Stems and sheaths (%) | 叶 Leaves (%) |
|---|---|---|---|---|
| 对照ck | 73.15±1.11a | 10.51±0.29c | 9.33±0.33b | 7.01±0.54c |
| 0 | 72.74±0.96a | 10.68±0.33c | 9.43±1.00b | 7.15±0.37c |
| 5.25 | 68.30±0.45b | 12.42±0.51b | 9.96±0.32b | 9.32±0.49b |
| 10.5 | 67.94±0.79b | 12.34±0.26b | 10.04±0.59b | 9.68±1.25b |
| 17.5 | 61.23±1.26c | 14.46±0.40a | 12.76±0.77a | 11.55±1.03a |
| 28 | 60.18±1.02c | 14.05±0.62a | 13.35±0.35a | 12.42±0.71a |
图1 不同氮素梯度下羊草分蘖植株生物量 具有不同字母的柱体间差异达显著水平 (p<0.05)
Fig.1 Tiller biomass of Leymus chinensis in different nitrogen gradations Bars with different letters are significantly different (p<0.05)
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 相对密度 Relative density (%) | 相对生物量 Relative biomass (%) |
|---|---|---|
| 对照ck | 30.5±2.3e | 28.5±1.8e |
| 0 | 29.7±1.0e | 29.1±2.3e |
| 5.25 | 36.6±1.6d | 34.9±1.2d |
| 10.5 | 40.1±2.0c | 40.7±3.1c |
| 17.5 | 47.3±1.2b | 49.1±1.7b |
| 28 | 51.8±2.7a | 54.3±2.0a |
表6 不同氮素梯度下羊草种群相对密度和相对生物量 (平均值±标准差)
Table 6 Relative density and relative biomass of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
| 氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 相对密度 Relative density (%) | 相对生物量 Relative biomass (%) |
|---|---|---|
| 对照ck | 30.5±2.3e | 28.5±1.8e |
| 0 | 29.7±1.0e | 29.1±2.3e |
| 5.25 | 36.6±1.6d | 34.9±1.2d |
| 10.5 | 40.1±2.0c | 40.7±3.1c |
| 17.5 | 47.3±1.2b | 49.1±1.7b |
| 28 | 51.8±2.7a | 54.3±2.0a |
| 指标 Index | 回归方程 Regression equation | 确定系数 R2 |
|---|---|---|
| 密度 Density (tillers·m-2) | Y=7.359 0x+127.26 | 0.875 0 |
| 高度 Height (cm) | Y=0.542 5x+29.629 | 0.655 5 |
| 总生物量 Biomass (g·m-2) | Y=8.968 2x+290.63 | 0.830 7 |
| 地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | Y=3.329 4x+47.562 | 0.967 1 |
| 地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | Y=5.638 8x+243.07 | 0.818 0 |
表7 羊草种群数量特征与氮素梯度的相关关系
Table 7 Quantitative characteristics of Leymus chinensis population in relation to nitrogen gradation
| 指标 Index | 回归方程 Regression equation | 确定系数 R2 |
|---|---|---|
| 密度 Density (tillers·m-2) | Y=7.359 0x+127.26 | 0.875 0 |
| 高度 Height (cm) | Y=0.542 5x+29.629 | 0.655 5 |
| 总生物量 Biomass (g·m-2) | Y=8.968 2x+290.63 | 0.830 7 |
| 地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | Y=3.329 4x+47.562 | 0.967 1 |
| 地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | Y=5.638 8x+243.07 | 0.818 0 |
| [1] | Cheng JM (程积民), Jia HY (贾恒义), Peng XL (彭祥林) (1997). Biomassoffertilizedgrasslandcommunities. ActaPrataculturaeSinica (草业科学), 6,22-27. (in Chinese with Engilsh abstract). |
| [2] | Chen ZZ (陈佐忠), Sheng XW (盛修武), Yang ZG (杨宗贵), Huang DH (黄德华) (1985). TheecologicaleffectsoffertilizationduringrainyseasononvarioustypesofsteppeontheXilinrivervalley, InnerMongolia. In:InnerMongoliaGrasslandEcosystemResearchStation, ChineseAcademyofSciences (中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站) ed. ResearchonGrasslandEcosystem (草原生态系统研究). SciencePress, Beijing,225-232. (in Chinese with English abstract) |
| [3] |
Drake M, Colby WG, Bredakis E (1963). Yieldoforchardgrassasinfluencedbyratesofnitrogenandharvestmanage ment. Agronomy Journal, 55,361-362.
DOI URL |
| [4] | Jiang S (姜恕), QiQ H (戚秋慧), Kong DZ (孔德珍) (1985). AcomparativestudyonproductionofAneurolepid iumchinenseandStipagrandissteppecommunitiesatBaiin silelivestockfarminInnerMongoliaregion.In:InnerMon goliaGrasslandEcosystemResearchStation, Chinese Academy of Sciences (中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站) ed. Researchon Grassl and Ecosystem (草原生态系统研究). Science Press, Beijing,12-23. (in Chinese with English abstract) |
| [5] | Li JD (李建东) (1978). Aneurolepidiumchinense (Trin) Kitagawagrasslandin China. Journal of Jilin Normal University (吉林师范大学学报), 1,145-159. (in Chinese with English abstract) |
| [6] | Liu ZL (刘钟龄), Wang W (王炜), Hao DY (郝敦元), Liang CZ (梁存柱) (2002). ProbesonthedegenerationandrecoverysuccessionmechanismsofInner Mongoliasteppe. Journal of Arid Land Resources and Environment (干旱区资源与环境), 16,84-91. (in Chinese with English abstract) |
| [7] | Ma XW (马兴旺), Lu YZ (吕贻忠) (2000). Influenceofgrasslanddegradationoncombinedhumusinsoilorganic_min eralcomplexes. Journal of Arid Land Resources and Environment (干旱区资源与环境), 14,69-73. (in Chinese with English abstract) |
| [8] |
Pan QM (潘庆民), Bai YF (白永飞), Han XG (韩兴国), Yang JC (杨景成) (2004). Studiesonthefateoflabeledni trogenappliedtoLeymuschinensiscommunityoftypicalsteppeinInner Mongoliagrassland. Acta Phytoeclogica Sinica (植物生态学报), 28,665-671. (in Chinese with English abstract)
DOI |
| [9] | Piao SJ (朴顺姬), Yang C (杨持), Huang SF (黄绍峰), Song MH (宋明华) (1997). Densityandgrowthdynamicsof Leymuschinensispopulation. Acta Phytoeclogica Sinica (植物生态学报), 21,60-66. (in Chinese with English abstract) |
| [10] | Shen JL (沈景林), Zhang GS (张光圣), Meng Y (梦杨), Hu WL (胡文良), Lian DW (连大伟) (1998). Experi mentalstudyondegeneratedgrasslandimprovementin Alpinearea. Grassland of China (中国草地), (5),46-49. (in Chinese with English abstract) |
| [11] | Sutherland WJ, Stillman RA (1988). Theforagingtacticsofplants. Oikos, 52,39-244. |
| [12] |
Tilman D, Wedin D (1991). Planttraitsandresourcereduc tionforfivegrassesgrowingonanitrogengradient. Ecology, 72,685-700.
DOI URL |
| [13] | Ünlü K, Özenirler G, Yurteri C (1999). NitrogenfertilizerleachingfromcroppedandirrigatedsandysoilincentralTurkey. European Journal of Science, 50,609-620. |
| [14] | Wang RZ (王仁忠) (2000). EffectofgrazingonreproductioninLeymuschinensispopulation. Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 11,399-402. (in Chinese with English abstract) |
| [15] | Wang YS (王昱生), Gai XC (盖晓春) (1995). Foraginggrowthpatternsandresourceallocationsofclonal Leymuschinensispopulationinthe Songnensteppe. Acta Phytoeclogica Sinica (植物生态学报), 19,293-301. (in Chinese with English abstract) |
| [16] | Xu ZX (许志信), Zhao ML (赵萌莉), Han GD (韩国栋) 2000. Eco-environmentaldeteriorationandstrategiesforpre ventingitinInner Mongolia. Grassland of China (中国草地), (5),59-63. (in Chinese with English abstract) |
| [17] | Yang YF (杨允菲), Zhang BT (张宝田) (1992). Ananalysisofseasonalvariationofvegetativepropagationandtherela tionshipsbetweenbiomassandpopulationdensityofAneu rolepidiumchinensisin Songnenplain of China. Acta Botanica Sinica (植物学报), 34,443-449. (in Chinese with English abstract) |
| [1] | 陈鹏鹏, 武胜利, 张燕, 肖佳奇, 黄露蕊, 史慧杰. 艾比湖流域抛物线沙丘上梭梭的种群结构与动态[J]. , 2026, 50(预发表): 0-. |
| [2] | 任曦彤, 李颖, 张雨, 熊胡安赫, 张蕊科, 祁珊珊, 戴志聪, 杜道林. 丛枝菌根真菌与凋落物互作有助于加拿大一枝黄花应对营养胁迫[J]. 植物生态学报, 2026, 50(3): 710-721. |
| [3] | 张静, 陈洁, 李艳朋, 盘李军, 许涵, 李意德, 何海生. 南亚热带针阔混交人工林植物生物量比较及其影响因子分析[J]. 植物生态学报, 2026, 50(2): 400-416. |
| [4] | 叶学敏, 高伟, 唐星林, 陈伏生, 孙荣喜, 罗坤水. 氮磷添加对常绿阔叶林幼树叶片植食损伤的影响及调控机制[J]. 植物生态学报, 2026, 50(2): 256-267. |
| [5] | 徐恩相, 周蕾, 章晓炜, 张国萍, 仲杜伟, 黄智, 刘派, 迟永刚. 基于不同生育阶段冠层光谱和碳通量的水稻产量估算[J]. 植物生态学报, 2026, 50(1): 82-93. |
| [6] | 朱瑞德, 杨俊薇, 刘宵含, 陈冰瑞, 池秀莲, 田地, 杨光, 程蒙, 戴亚峰, 王诗文. 霍山石斛设施和林下栽培模式中养分对植物-微生物关联的调控[J]. 植物生态学报, 2025, 49(9): 1434-1447. |
| [7] | 宋珊珊, 唐志尧. 河北塞罕坝草甸草原根际土壤真菌与植物地上生物量的关系[J]. 植物生态学报, 2025, 49(9): 1461-1471. |
| [8] | 邢强, 赵斌, 胡永红, 杨君, 秦俊, 刘何铭, 王红兵, 周鹏. 华东地区两种典型立体绿化植物根系性状特征及对新型土壤基质的响应[J]. 植物生态学报, 2025, 49(9): 1498-1514. |
| [9] | 张法伟, 李红琴, 祝景彬, 樊博, 周华坤, 李英年, 梁乃申. 氮添加和降水改变对高寒草甸生态系统地上与地下碳储的影响[J]. 植物生态学报, 2025, 49(9): 1399-1409. |
| [10] | 樊月玲, 蒋正德, 叶佳舒, 郑立臣, 陈欣. 2005-2015年下辽河平原农田长期观测样地主要农作物收获期性状和产量数据集[J]. 植物生态学报, 2025, 49(8): 1271-1282. |
| [11] | 刘新月, 王立平, 刘春和, 孙艳丽, 刘鹏, 田赟, 贾昕, 查天山, 钱多. 北京不同林龄人工林生物量空间格局及其影响因素[J]. 植物生态学报, 2025, 49(6): 939-951. |
| [12] | 马腾飞, 郝杰, 刁华杰, 宁亚楠, $\boxed{\hbox{王常慧}}$, 董宽虎. 晋北农牧交错带草地土壤无机氮含量的季节变化及其对放牧强度的响应[J]. 植物生态学报, 2025, 49(6): 965-974. |
| [13] | 贾妍妍, 柳华清, 解欣然, 王博, 张维, 杨允菲. 珍稀濒危植物天山梣林龄结构及种群动态[J]. 植物生态学报, 2025, 49(5): 760-772. |
| [14] | 陈文义, 王智勇, 周梦岩, 麻文俊, 王军辉, 罗志斌, 周婧. 幼龄楸树生物量分配规律与异速生长模型[J]. 植物生态学报, 2025, 49(2): 356-366. |
| [15] | 张望, 谭思仪, 涂文琴, 娄安如. 新疆吐鲁番和哈密地区梭梭种群遗传多样性和遗传结构[J]. 植物生态学报, 2025, 49(11): 1858-1868. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||
Copyright © 2026 版权所有 《植物生态学报》编辑部
地址: 北京香山南辛村20号, 邮编: 100093
Tel.: 010-62836134, 62836138; Fax: 010-82599431; E-mail: apes@ibcas.ac.cn, cjpe@ibcas.ac.cn
备案号: 京ICP备16067583号-19